66875

Устройство оптоэлектроники

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника. Фототиристор Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

Русский

2014-08-29

702.06 KB

47 чел.

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

ГОУ ВПО «СибГУТИ»

Контрольная работа

по предмету:

Устройство оптоэлектроники

                                                                             Выполнил: Тарасов А.А.

                                                                             № студенческого билета:

                                                      ЗТ-091048

                                                                           Группа: ЗТ-91  (ускор.)

                                                                             Проверил: Игнатов А.Н.

Новосибирск 2011

Задача № 1

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника.

Фототиристор

Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

На рисунки 1 изображена структура фототиристора с тремя  р-n переходами. Крайние области такой структуры р и п называются эмиттерами, а примыкающие к ним переходы – эмиттерными, центральны переход называется коллекторным. Между переходами находятся базовые области (р и n) . Электрод, обеспечивающий контакт с n-эмитерром, называет  катодом, а с р-эмиттером  - анодом.

Рис.1. Структура фототиристора

Рассмотрим работу фототиристора , когда к структуре  приложено прямое напряжения  рис.1. В статическом режиме по законному непрерывности тока можно записать для тока через коллекторный переход n2:

In2 = ( Iко  + Iф1 ) + ( I + Iф2 ) α1  +   ( I + Iф3 ) α2            

Из этого выражения получим :

I ( 1 α1 α2 ) = Iко  + Iф1 α1 + Iф2 + Iф3 α2            

Где   Iф1 , Iф2 , Iф3   - фототоки, возникающие вследствие разделении соответствующим р-n  переходом генерированных излучением носителей;

α1 и α2 - коэффициенты передачи по току транзисторных структур  р1 n1 р2   и  n2 р2 n1 .                                                       

При отсутствии освещения, т.е. при   Iф1 = Iф2  = Iф3   = 0       

получим выражением для ВАХ  тиристора в случае двухэлектродного (динисторного)   включения, которое определяет темную характеристику фототиристора. При освещении ток  I , протекающий через структуру , определяется совместным действием фототоков Iф через переход и собственным током коллекторного перехода Iк .  Можно утверждать, что величина Iф1α1 + Iф2 + Iф3α2 , которая изменяется с изменением уровня освещенности играет роль тока управления в обычном тиристоре, т.е. при воздействии потока излучения изменяется напряжения включения фототиристора.

         На рисунке 2 приведено семейство ВАХ фототиристора, освещаемого монохроматическим светом с различной мощностью излучения.

Рис.2. Семейство ВАХ фототиристора

        Фототиристоры являются перспективными приборами для переключения больших мощностей.

Задача № 2

Определить длинноволновую границу фотоэффекта гр и фоточувствительность приемника. Изобразить вид спектральной характеристики фотоприемника и указать на ней  гр.

Исходные данные:

Тип ПП материала – InAs

Квантовая эффективность  = 0,3

Ширина запрещенной зоны: W = 0,39 эВ

         Решение

           гр=1,24/ΔW=1,24/0,39=3,18 мкм

гр  – длина волны, выше которой излучение перестает существовать;

W – ширина запрещенной зоны.

        Определим фоточувствительность Sф : 

          

Рис.3. Спектральная характеристика фотоприемника

Задача №3

Изобразить принципиальную схему включения семисегментного полупроводникового индикатора. Описать принцип действия индикатора. Указать какой цифровой код и состояния выходов дешифратора соответствуют индикации цифры, соответствующей последней цифре Вашего студенческого билета. Результаты оформить в виде таблицы истинности.

Рис.4. Принципиальная схема включения семисегментного полупроводникового индикатора

Все знаковые индикаторы подключаются к цифровым устройствам через дешифраторы, при увеличении числа светящихся точек быстро возрастает разрядность дешифратора, поэтому индикаторные элементы матричных панелей подключаются к дешифраторам через адресные шины. При отображении буквенно — цифровой информации используется дешифратор и блок ПЗУ. Дешифратор преобразует код цифры или буквы в двумерный код описывающий графическое изображение знака. ПЗУ хранит информацию о конфигурации всех отображаемых знаков в виде двумерных кодов.

Управляются матричные панели 2 способами:

1. Статическим

2. Динамическим.

При статическом способе управляющее устройство находит адреса светящихся точек и подключает соответствующие провода к источнику питания, выбранные элементы излучают свет до смены изображения, такой способ удобен для индикации результатов измерений (данных графика и т. д.).

При динамическом способе отображается подвижные изображения. Отдельные ячейки панели возбуждаются импульсным источником и излучают свет в течение короткого интервала времени. Все изображение получается путем многократного возбуждения.

Входной двоичный код и состояния выходов дешифратора.

Номер варианта

Входной код

Состояние выходов дешифратора

23

22

21

20

А

В

С

D

Е

F

G

8

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

Задача № 4

Изобразить схему включения светодиода, с указанием полярности  включения источника питания Uпит и номинала ограничительного сопротивления Rогр . Рассчитать какую силу света обеспечивает светодиод, при заданных Uпит и Rогр. Определить длину волны соответствующую максимуму  спектрального распределения.

Исходные данные:

Тип светодиода – АЛ316Б

Напряжение питания Uпит = 8 В

Номинал ограничительного сопротивления 820 Ом

Решение:

Рис.5. Схема включения светодиода

Для того чтобы определить какую силу света обеспечивает светодиод, при  заданных  Uпит  и  Rогр , необходимо найти Iпр сид . Для этого построим линию нагрузки : при  Iпр сид = 0 , U пр сид = Uпит = 8 В,  

                              при U пр сид = 0 Iпр сид = Uпит/Rогр= 8/820 = 9,7 мА

Найдем  Iпр сид при  заданных  Uпит  и  Rогр :

Iпр сид  = (Uпит U пр сид )/Rогр= (8 – 1,7 )/820 = 7,7 мА

По зависимости силы света I0 = F( Iпр сид ) определим какую силу света обеспечивает светодиод

Рис.6. Типовая зависимость силы света от прямого тока

Сила света  I0 = 0,4мкд.

Рис. 7. Спектры излучения светодиодов

Длина волны соответствующая максимуму  спектрального распределения  λ=0,67 мкм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24695. УКАЗАТЕЛЬНЫЕ РЕЛЕ 101 KB
  20 показано указательное реле типа РУ21 сигнализирующее действие РЗ на отключение выключателя. При срабатывании РЗ по обмотке реле 3 проходит ток приводящий реле в действие. Ввиду кратковременности прохождения тока в обмотке указательных реле они выполняются так что сигнальный флажок и контакты реле остаются в сработанном состоянии до тех пор пока их не возвратит на место обслуживающий персонал.
24696. НЕОБХОДИМОСТЬ И СПОСОБЫ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ 177 KB
  С ними нельзя не считаться поскольку отказ РЗ или выключателя означает неотключение КЗ а следовательно длительное прохождение токов КЗ и снижение напряжения в сети. Наряду с принятием мер по повышению надежности действия РЗ и выключателей особо важное значение приобретает резервирование отключения КЗ в случае отказа выключателя или действующей на него РЗ. Применяются два способа резервирования: дальнее осуществляемое РЗ и выключателями смежных участков установленными на соседних энергообъектах; ближнее осуществляемое РЗ и...
24697. НАЗНАЧЕНИЕ ЗАЩИТЫ ШИН 380.5 KB
  ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ШИН Дифференциальная РЗ шин ДЗШ рис. Для питания ДЗШ на всех присоединениях устанавливаются ТТ с одинаковым коэффициентом трансформации К независимо от мощности присоединения. Тогда при внешних КЗ X 1пр = 0 и реле не будет действовать а при КЗ в зоне на шинах равна сумме токов КЗ притекающих к месту повреждения и ДЗШ работает. Вторичные токи направлены в обмотке реле одинаково поэтому ток в реле равен их сумме: Так както Выражение показывает что При КЗ на шинах ДЗШ реагирует на...
24698. 34 ЗАЩИТА АД 110 KB
  Наиболее просто токовая отсечка выполняется с реле прямого действия встроенными в привод выключателя. С реле косвенного действия отсечка выполняется с независимыми токовыми реле по схемам на рис.7; Iпуск пусковой ток электродвигателя; k0TC коэффициент отстройки Токовую РЗ электродвигателей мощностью до 2000 кВт следует выполнять как правило по наиболее простой и дешевой однорелейной схеме рис. На электродвигателях мощностью 20005000 кВт токовая отсечка выполняется двухрелейной.
24699. Основные особенности выполнения РЗ на блоках 88 KB
  2 отсутствие электрической связи между генератором и сетью имеющее место в блочных схемах облегчает решение вопросов селективности РЗ генератора от замыканий на землю вследствие высокой стоимости мощных генераторов и трансформаторов повышенные требования в части чувствительности быстродействия и надежности на блоках без поперечных связей необходимость действия на останов блока в целом; На блоках малой мощности до 30 МВт включительно в качестве РЗ от внешних КЗ применяется МТЗ с комбинированным пуском по напряжению. На блоках...
24700. ЗАЩИТА РОТОРА от замыкания на корпус 63 KB
  Для периодического контроля за состоянием изоляции цепей возбуждения используется вольтметр один зажим которого соединен с землей а второй поочередно подключается к полюсам ротора. Если изоляция ротора достаточно высока замеры вольтметра в обоих случаях будут близки к нулю. Второй конец обмотки токового реле заземляется через специальную щетку имеющую электрический контакт с валом ротора.
24701. Защита ротора от перегрузки 38 KB
  Для предотвращения повреждения ротора при перегрузке предусматривается специальная РЗ а также выполняется ограничение длительности форсировки возбуждения. Наиболее полноценную РЗ ротора от перегрузки можно осуществить с помощью реле имеющего характеристику соответствующую перегрузочной характеристике ротора. Выдержка времени первой ступени при одних и тех же значениях тока ротора примерно на 20 меньше выдержки времени второй ступени.
24702. ПОВРЕЖДЕНИЯ И НЕНОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ГЕН-В, ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТЕ ГЕНЕРАТОРОВ 41.5 KB
  Обмотка ротора гена находится под сравнительно невысоким напряжением и поэтому ее изоляция имеет значительно больший запас элой прочности чем изоляция статорной обмотки. Однако изза значительных механических усилий обусловленных большой частотой вращения роторов турбогенов относительно часто наблюдаются случаи повреждения изоляции и замя обмотки ротора на корпус т. Замыкание на корпус в одной точке обмотки ротора неопасно так как ток в месте замыкания очень мал и нормальная работа генератора не нарушается. При двойных...
24703. Общие принципы работы реле. Работа реле на переменном токе 91.5 KB
  Общие принципы работы реле. Работа реле на переменном токе. В устройствах РЗ и электрической автоматики применяются реле на базе электромеханических конструкций полупроводниковых приборах из отдельных диодов транзисторов и др. Электромеханические реле обладают большими габаритами значительным потреблением мощности требуют тщательного ухода имеют ограниченное быстродействие и чувствительность.